Bài giảng Sự biến đổi hàm lượng nước trong chế biến, bảo quản thực phẩm

Nội dung text: Bài giảng Sự biến đổi hàm lượng nước trong chế biến, bảo quản thực phẩm

1. Chương 2 SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG CHẾ BIẾN, BẢO QUẢN THỰC PHẨM
2. I. VAI TRỊ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI THỰC PHẨM & SẢN XUẤT THỰC PHẨM
3. ➢ Nước giữ vai trị quan trọng trong đời sống ➢ Là thành phần chính của cơ thể và của sản phẩm thực phẩm ➢ Là mơi trường và cũng là một thành phần của các phản ứng hĩa sinh
4. Vai trị của nước trong sản xuất thực phẩm ➢ Nhào rửa nguyên liệu ➢ Vận chuyển và xử lý nguyên liệu
5. ➢ Đảm bảo giá trị cảm quan của sản phẩm ➢ Tăng cường các quá trình sinh học như hơ hấp, lên men ➢ Tham gia vào quá trình làm lạnh hoặc gia nhiệt
6. - Nước làm tăng chất lượng và tăng giá trị cảm quan của thực phẩm - Nước là nguyên liệu rẻ tiền và cĩ khả năng phục hồi.
7. II. HÀM LƯỢNG NƯỚC VÀ TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM THỰC PHẨM Dựa vào hàm lượng nước, cĩ thể chia thực phẩm thành 3 nhĩm: - Nhĩm sản phẩm thực phẩm cĩ hàm lượng nước cao (trên 40%) - Nhĩm sản phẩm thực phẩm cĩ hàm lượng nước tring bình (10-40%) - Nhĩm sản phẩm thực phẩm cĩ hàm lượng nước thấp (dưới 10%)
8. HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG MỘT SỐ THỰC PHẨM Nước cĩ trong tất cả các sản phẩm thực phẩm và ảnh hưởng tới chất lượng và quá trình chế biến. Ở dạng chưa chế biến, hàm lượng nước lớn hơn sản phẩm đã qua chế biến: - Rau, quả tươi: 70-95% - Hạt, rau quả khơ: 10-20% - Sữa 58-74% - Cá: 62-84% - Thịt: 58-74% - Đường cát: 0,14-0,4% - Dầu thực vật: 0,25-1,0% Hàm lượng nước trong sản phẩm cịn phụ thuộc vào mơi trường bên ngồi: điều kiện chăn nuơi, trồng trọt, khí hậu, đất đai
9. Hàm lượng và trạng thái của nước trong thực phẩm ➢ Nhĩm sản phẩm cĩ hàm lượng nước cao (trên 40%)
10. ➢ Nhĩm sản phẩm cĩ hàm lượng nước trung bình (10-40%)
11. ➢ Nhĩm sản phẩm cĩ hàm lượng nước thấp (dưới 10%)
12. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM Trong thực phẩm, nước tồn tại ở hai dạng, nước tự do và nước liên kết. - Nước tự do + nước thấm ướt + nước thẩm thấu - Nước liên kết: tuỳ theo mức độ cĩ 3 dạng liên kết + nước hấp phụ + nước liên kết hố học + nước ngưng tụ mao quản
13. Liên kết hĩa lý hay liên kết hấp phụ Độ bền liên kết trung bình, thường thấy là liên kết hydro
14. Liên kết hĩa học Liên kết chặt chẽ với nguyên liệu, thường ở dạng nước hydrat
15. Ngưng tụ mao quản hay liên kết cơ lý ◼ Là dạng liên kết yếu ◼ Nước từ ngồi đi vào bên trong, ngưng tụ và làm đầy các mao quản
16. Nước tự do cĩ ý nghĩa quan trọng trong việc chế biến và bảo quản thực phẩm. Trong quá trình sấy, chủ yếu là tách nước tự do. Nước tự do tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, do đĩ, khi sấy phải làm giảm nước tự do đến mức giới hạn. Tuy nhiên nếu làm giảm quá mức, sản phẩm thực phẩm cũng cĩ thể bị hỏng.
17. Trong quá trình chế biến bảo quản, tùy theo điều kiện cĩ thể làm nước tự do chuyển thành nước liên kết và ngược lại. Thí dụ: trong quá trình làm bánh mì - Giai đọan nhồi bột cĩ cho nước: đĩ là nước tự do - Giai đoạn nướng: nước + tinh bột tự do → nước liên kết - Khi sấy: nước liên kết → nước tự do
18. ĐỘ ẨM CỦA THỰC PHẨM * Định nghĩa: độ ẩm cịn gọi là thuỷ phần là lượng nước tự do cĩ trong thực phẩm. Biết được độ ẩm là một điểm quan trọng trong cơng tác phân tích xác định giá trị dinh dưỡng và chất lượng thực phẩm. - Về phương diện dinh dưỡng, nếu độ ẩm càng cao, các chất dinh dưỡng khác nhau càng thấp. - Về phương diện xác định chất lượng thực phẩm và khả năng bảo quản, nếu độ ẩm vượt quá mức tối đa, thực phẩm sẽ mau hỏng. Thí dụ: độ ẩm tối đa của bột là 14%, nếu quá 14% bột sẽ dễ chua.
19. III. ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC Cấu tạo phân tử nước ◼ Phân tử nước gồm  2 nguyên tử H  1 nguyên tử O
20. Cấu trúc của mạng lưới phân tử nước
21. Khả năng hịa tan trong nước ◼ Hịa tan tốt các ion ◼ Chất khơng phân cực khơng tan
22. Khả năng hịa tan trong nước ◼ Các cấu trúc đặc biệt
23. Các dạng ion của nước H+: hydrogen ion OH-: hydroxide ion + H3O : hydrathydrogen ion + - H2O H OH + - 2H2O H3O OH
24. HỌAT ĐỘ NƯỚC Trong một dung dịch, một phần bề mặt thóang của bị các phân tử hydrate chiếm giữ, nên số pt dung môi thóat ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích bề mặt sẽ nhỏ hơn so với dung môi nguyên chất. Ta có: Dung dịch hơi
25. Hoạt độ nước (aw) Hoạt độ nước: là tỷ số áp suất hơi của dung dịch và dung mơi aw = P/Po P: áp suất hơi của dung dịch Po: áp suất hơi nước tính khiết (= 1)
26. - Ở điều kiện cân bằng, cĩ sự bằng nhau giữa hoạt độ nước của một thực phẩm và áp suất hơi tương đối do thực phẩm đĩ tạo ra trong khí quyển bao quanh nĩ. - Độ ẩm tương tối và hoạt độ nước là hai đại lượng tỷ lệ thuận aw= độ ẩm tương đối bách phân/100 Hay aw x 100 = độ ẩm tương đối bách phân
27. MỐI LIÊN QUAN GIỮA aw VÀ ĐỘ ẨM Sản phẩm có hàm ẩm cao thường chứa nhiều nứơc tự do nên có aw cao. Khi tách nước hoặc thêm chất tan vào dung dịch làm tăng lượng nước liên kết thì aw giảm.
28. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến tính chất biến đổi và chất lượng của thực phẩm - Ảnh hưởng của hàm lượng nước đến phản ứng oxy hố chất béo - Hiệu ứng hoạt độ nước đến phản ứng sẫm màu enzym - Ảnh hưởng đến phản ứng enzym trong các sản phẩm thực phẩm - Ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật - Ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của thực phẩm - Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng
29. Ảnh hưởng của nước đến sự oxy hĩa chất béo ◼ Các sản phẩm cĩ chứa chất béo ở dạng khan thường cĩ những lỗ xốp trên bề mặt ◼ Oxy dễ dàng xâm nhập và sự oxyhĩa chất béo xảy ra nhanh chĩng
30. Ảnh hưởng của nước đến phản ứng của enzyme ◼ Nước tham gia tích cực trong các phản ứng thủy phân ◼ Phản ứng thủy phân khĩ xảy ra trong điều kiện thiếu nước đặc biệt là nước tự do
31. Ảnh hưởng của nước đến sự phát triển của vi sinh vật ◼ Vi sinh vật ảnh hưởng sâu sắc đến chất lượng sản phẩm ◼ Nước là mơi trường cho những vi sinh vật này phát triển, sinh trưởng và trao đổi chất ◼ Mật độ và chủng loại vi sinh vật phụ thuộc nhiều vào hoạt độ nước - Vi khuẩn: 0,91 - Nấm men: 0,88 - Nấm mốc: 0,80
32. Ảnh hưởng của nước đến sự phát triển của vi sinh vật Vi sinh vật aw Aspergillus caldidus 0,75 Aspergillus flavus 0,78 Aspwegillus niger 0,77 Saccharomyces cerevisiae 0,9 Saccharomyces bailii 0,8 Aerobacter aerogenes 0,94 Bacillus cereus 0,95 E. Coli 0,95 Staphylococcus aureus 0,85
33. Ảnh hưởng của nước đến tính lưu biến của sản phẩm ◼ Độ cứng ◼ Độ dẻo ◼ Độ dai ◼ Độ đàn hồi ◼
34. Ảnh hưởng của nước đến giá trị dinh dưỡng ◼ Nước ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của các vitamin tan trong nước ◼ Những vitamin bị ảnh hưởng: B1, C ◼ Với những vitamin tan trong dầu thì ngược lại
35. Ảnh hưởng của nước đến phản ứng sẩm màu phi enzyme ◼ Sẫm màu cũng được xem là một dạng hư hỏng của sản phẩm ◼ Sự sẫm màu thường xảy ra đối với những sản phẩm cĩ hàm ẩm thấp: - Phản ứng caramen hĩa - Phản ứng melanoidin - Phản ứng giữa các sản phẩm oxy hĩa các lipid với protein
36. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến cấu trúc và trạng thái của sản phẩm thực phẩm * Ảnh hương của nước đến cấu trúc của rau quả tươi * Nước tham gia và sự tạo cấu trúc và trạng thái của các sảm phẩm thực phẩm chế biến
37. Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc của rau quả tươi ◼ Áp suất trương của nước bên trong tế bào giúp cho rau quả tươi cĩ một độ căng bĩng nhất định
38. Áp suất thẩm thấu ◼ Được tạo nên do sự chênh lệch nồng độ giữa hai phần của màng bán thấm ◼ Áp suất thẩm thấu gây nên một số sự cố đối với tế bào
39. Ảnh hưởng đến cấu trúc và trạng thái của thực phẩm chế biến ◼ Nước tạo lớp vỏ bề mặt, ổn định độ nhớt và khả năng hịa tan ◼ Nước làm biến tính protein, tạo cấu trúc gel (phomat, giị ) ◼ Ảnh hưởng đến khả năng tạo nhủ tương và tạo bọt của protein ◼ Nước làm chất hố dẻo của tinh bột, tạo độ dai, độ trong, tạo màng, tạo sợi
40. IV. SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN, BẢO QUẢN THỰC PHẨM Trong rau quả, nước chủ yếu nằm ở dạng tự do trong dịch bào (80-90%). Phần cịn lại cĩ ở: màng tế bào (nước liên kết với protopectin, hemicellulose, cellulose), khoảng giữa các tế bào, trong chất nguyên sinh. Nước trong rau quả chủ yếu ở dạng tự do, trong đĩ cĩ chất các chất hồ tan, chỉ cĩ một phần nhỏ (<5%) là ở dạng liên kết trong các hệ keo của tế bào.
41. Trong quá trình bảo quản, rau quả đã tách khỏi mơi trường sống và cây mẹ, sự bốc hơi nước của rau quả khi bảo quản là nguyên nhân chủ yếu làm giảm khối lượng của sản phẩm. Sự mất nước cịn ảnh hưởng đến: các quá trình trao đổi bình thường, làm giảm tính trường nguyên sinh làm rau quả bị héo. Sự héo làm tăng quá trình phân huỷ các chất, phá huỷ sự cân bằng năng lượng, làm giảm sức đề kháng bệnh của rau quả.
42. - Trong rau quả, củ non, các phần tử keo của nguyên sinh chất và khơng bào giữ nước yếu → dễ bị mất nước - Sự thương tổn cũng làm tăng sự mất nước (vết thương vài cm2 trên quả cam làm tăng độ mất nước lên 3,4 lần) - Sự mất nước của thực phẩm thay đổi trong quá trình bảo quản
43. - Lượng nước mất đi trong quá trình bảo quản cịn tùy thuộc vào từng loại sản phẩm, độ già chín, nhiệt độ, ẩm thấp, vận tốc chuyển động khơng khí trong kho bảo quản + 1 tấn rau mất 600-800g nước/ngày + 1 tấn củ, quả mất 300-600g nước/ngày
44. Trong các sản phẩm thì hàm lượng nước được tiêu chuẩn hố. Với hàm lượng nước cao sẽ cho sản phẩm một hướng chất lượng nào đĩ, tốt hoặc xấu. - Hạt lương thực, cĩ hàm lượng nước bằng 14%, nếu cao hơn, hạt lương thực sẽ giịn, dễ vỡ; dễ bị hư hỏng do nấm mốc phát triển. - Rau quả tươi khi mất nước 5-7%, dễ bị héo hay thối - Cơ thể động vật: mất 15-20% thì bị chết
45. Để chống sự mất nước do bay hơi nước cần: - Hạ thấp nhiệt độ phịng bảo quản - Phải bảo quản rau quả trong phịng cĩ độ ẩm cao: 85-95% - Tránh vẩy nước trực tiếp, tạo các hạt nước dư thừa trên bề mặt rau quả là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật - Xếp rau quả tươi trong hầm chất, vùi trong cát, đựng trong các túi polyethylen, gĩi giấy